Jak fungují mechanické vodoměry
Vodoměr na vodovodním potrubí má několik malých ukazatelů uspořádaných podél kruhového oblouku na číselníku vodoměru. Uprostřed je malý červený trojúhelník. Když je kohoutek zapnutý a voda teče, malý červený trojúhelník se bude otáčet. Ručičky se téměř vůbec nehnou, ať už voda teče nebo ne. Na číselníku je také napsáno „m3“, což znamená metry krychlové. To znamená, že jednotkou tohoto měřiče je metr krychlový. Protože každý metr krychlový vody je přesně jedna tuna, odečet je přímo tuna, takže poplatek za vodu lze snadno vypočítat podle odečtu (tuny) celkového množství spotřebované vody.
Jaký je tedy princip fungování vodoměru?
Ve skutečnosti je to velmi jednoduché, protože plášť vodoměru je pevný, jeho vnitřní objem je pevný a voda teče. Pohání oběžné kolo do rotace a pokaždé, když se oběžné kolo otočí, protéká jím konstantní objem vody. Pokud je tedy počet otáček oběžného kola akumulován a násoben tímto konstantním objemem, lze získat celkové množství protékající vody.
Princip jsme již pochopili, pojďme se tedy blíže podívat na vnitřek vodoměru, protože aby uživatelé nešidili, je na krytu olověná plomba, která se nesmí otevírat.
Vnitřní konstrukci vodoměru lze rozdělit na tři části: plášť, objímku a vnitřní jádro zvenčí dovnitř. Plášť je vyroben z litiny. Voda po výstupu z přívodu vody prochází spodním prstencovým prostorem pláště, který se nazývá "spodní prstencová komora". Nahoře tohoto prstencového prostoru je "horní prstencová komora", která komunikuje s výstupem vody. Ve spodní části pouzdra je filtrační síto s malými otvory pro odfiltrování drobných nečistot ve vodě. Na boku objímky jsou horní a spodní řady kruhových otvorů. Otvory jsou umístěny přesně proti horní a dolní prstencové komoře pláště. Je zřejmé, že spodní řada je otvor pro přívod vody a horní řada je otvor pro výstup vody. Za zmínku stojí zejména to, že obě řady děr jsou vyvrtány diagonálně tečně ke kruhu, což funguje tak, jak je znázorněno na animaci. Všimněte si, že směry horní a spodní řady otvorů jsou opačné. Voda přitéká v tangenciálním směru ze spodního vypouštěcího otvoru, který je vázán k vytvoření rotujícího vodního toku, který je velmi důležitý pro práci vodoměru.
Pojďme se znovu podívat na vnitřní jádro. Vnitřní jádro je rozděleno na horní, střední a spodní vrstvy. To, co vidíme ze skleněného okna, je horní vrstva pouze s ukazateli a číselníky. Ve skutečnosti je klíčová spodní vrstva. Uvnitř je plastové kolo a na okraji kola je mnoho plastových lopatek, jak je znázorněno na obrázku výše (obrázek 1), nazývaných „oběžné kolo“.
Poloha oběžného kola je právě v rotujícím proudu tvořeném spodním otvorem pláště a proud vody naráží na lopatky kolem kola, aby generoval krouticí moment a otáčel oběžné kolo. Čím větší je kohoutek otevřen, tím rychleji proudí voda a tím rychleji se otáčí oběžné kolo.
Hřídel oběžného kola zasahuje do střední vrstvy svisle nahoru a na hřídeli je malé ozubené kolo, které slouží k záběru s "desetinným číslem ozubeného kola" pro dosažení účelu akumulace počtu otáček. Funkce „desetinného ozubeného kola“ spočívá v tom, že pokaždé, když se jednomístné ozubené kolo desetkrát otočí, desetimístné ozubené kolo se otočí o jednu otáčku. Jinými slovy, jednomístný převod se otočí o jednu otáčku a desetimístný převod o jednu desetinu otáčky. Jednomístný převod je řidič, který řídí desetimístný převod. Ve skutečnosti se pro každý desetinný stupeň používají dva páry ozubených kol, aby byl směr otáčení konzistentní. Jeden pár převodového poměru je 9:30 a druhý pár je 10:30. Tyto dva páry jsou zapojeny do série a celkový převodový poměr je tento. Součin dvou, který je 0,099999, se může přibližně rovnat 0,1.
Podle tohoto výpočtu, pokud chcete přečíst sedm číslic (čtení čtyř číslic před desetinnou čárkou je černá stupnice a čtení tří číslic za desetinnou čárkou je červená stupnice), musíte použít 12 párů ozubených kol. Kromě některých dalších použití je třeba do malého prostoru ve střední vrstvě vtěsnat 18 hřídelí a 34 ozubených kol, což lze považovat za instalaci s vysokou hustotou. Ve vodovodním vodoměru je nečekaně tolik ozubených kol!
Přestože jsme nyní vstoupili do 21. století, tento druh mechanického vodoměru nám bude ještě dlouho sloužit svou jednoduchostí a levností, dlouhodobým používáním ve vlhkém prostředí bez údržby a tím, že nepotřebuje napájení a neovlivňuje jeho práci při výpadcích proudu. Vodoměr elektronické techniky se sice objevil, ale bude trvat dlouho, než se rozšíří do domácností našich běžných lidí.